Създаден е суперкомпютър, моделиращ работата на човешкия мозък

4
2999

На 2 ноември учените от Манчестърския университет стартираха най-големия електронен мозък в света. Това е суперкомпютърът SpiNNaker с един милион ядра и 1200 взаимосвързани дънни платки, които съвместно работят като човешки мозък.

Разработването на този невроморфен компютър, имитиращ връзките между неврони, е продължило 20 години, 10 от които – за неговото построяване. Бюджетът на проекта е 20 милиона щатски долара.

Компютърът се базира на дублирана топографска архитектура на невронна мрежа с име SpiNNaker. Стив Фрубър, професор по компютърно инженерство в Манчестърския университет и участник в проекта, каза че „SpiNNaker ще преосмисли работата на обикновените компютри„.

SpiNNaker не само „мисли“ като мозък. Той създава имитация на различните структури на невроните в човешкия мозък и реализира работата на много голям брой неврони в реално време, много повече, отколкото който и да е друг компютър.

Уникална архитектура

От месец април 2016 година SpiNNaker моделира активността на невроните с помощта на 500 000 основни процесори, но новата модификация на компютъра е двойно по-мощна. С поддръжката на проекта на човешкия мозък на Европейския съюз, SpiNNaker дава възможност на учените да създават детайлни модели на мозъка. След модификацията, той може едновременно да изпълнява 200 квадратилиона операции.

Човешкият мозък е съставен от 100 милиарда неврона. Всеки един от тях е свързан с хиляди други неврони. Броят на тези връзки е огромен и не е по силите на съвременната електроника. Фрубър и неговите колеги са създали модел на мозъка с 1 милиард неврона – тоест, 1% от човешкия мозък. Към днешен ден нито един компютър не може да създава подобни модели.

Основният проблем е създаването на компютър, който може да извършва милиарди паралелни процеси толкова бързо, колкото човешкия мозък. SpiNNaker има 1 милион ARM9 процесорни ядра, като липсата на буквата „v“ не е грешка. Това са по-старите ARM процесори, които могат да обработват 200 трилиона операции в секунда. Те са обединени в 57 клъстъра, като всеки клъстър има по 18 ядра и 128 MB SDRAM памет. Учените споделиха, че и 16 ядра в клъстър са достатъчни, но за постигането на по-висока надеждност са добавени още две.

Избрана е именно ARM архитектурата, поради възможността за постигане на много добра оптимизация за конкретните алгоритми и задачи, както и заради значително по-ниската консумация на енергия. Тук не е необходима висока производителност на ядро, понеже едно ядро имитира малък брой неврони, което не се счита за сложна задача.

Всички клъстъри са свързани в асинхроннна клетъчна верига, като информацията между тях се предава във вид на пакети от по 72 бита. Компактността на пакетите е постигната чрез опростяване индексацията на обменяните данни. Така например, в обикновените компютри, във всеки пакет е записана информация, откъде, как и къде трябва да отиде. В архитектурата SpiNNaker е съвсем различно: всеки пакет включва единствено информацията за източника, а инфраструктурата на мрежата го доставя по предназначение. По този начин скоростта на обмен се увеличава многократно.

Според Фрубър, архитектурата SpiNNaker поддържа толкова толкова добра връзка между процесорите, че суперкомпютърът може да работи като мозъчна невронна мрежа. „Използваните в стандартните суперкомпютри механизми на взаимодействие, не са подходящи за моделиране работата на човешкия мозък в реално време“ – каза професор Фрубър. „Новият SpiNNaker може да моделира силни невронни връзки в реално биологическо време„.

Мисълта и материята

По-рано, когато SpiNNaker имаше само 500 000 процесора, можеше да моделира 80 000 неврона от кората на главния мозък, които обработват данните, получавани от сетивните органи. Втората симулация, направена с помощта на SpiNNaker, се отнася до базалните ганглии – областите на мозъка, засягани от болестта на Паркинсон. По този начин новият суперкомпютър ще се използва като инструмент за изучаване на мозъчните разстройства.

И още, SpiNNaker може да управлява мобилния робот SpOmnibot, който използва суперкомпютъра за интерпретация на навигационните данни и данните от камерите, в режим на реално време.

При всичката си изчислителна мощност и уникалност на архитектурата, доколко близък е SpiNNaker до истинския човешки мозък? Фрубър споделя, че засега е невъзможно точното имитиране работата на човешкия мозък. Суперкомпютърът SpiNNaker, използващ най-съвременни похвати и технологии, засега разполага с неголям брой „неврони“ на човешкия мозък. Предстои дълъг път, докато суперкомпютрите започнат да имитират работата на много по-голям брой неврони в биологично реално време, и започнат да мислят самостоятелно.

 


Дори и с милиони процесори ние можем да се приближим едва до 1% от възможностите на човешкия мозък“ – каза професор Фрубър. „Но SpiNNaker вече може да имитира мозъка на мишката, който е 1000 пъти по-малък от човешкия„.

4
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
2 Коментари
2 Отговори на коментарите
3 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
4 Автори на коментарите
TNTГогоДа БългарияИзидоро Автори на последните коментари
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Изидоро
Изидоро

Засега е симулиран само мозъкът на нашия любим премиер, г-н Борисов. ?

Гого
Гого

На ББ мозъка е симулиран отдавна с Правец 16

Да България
Да България

Дано AI да направи обществото толерантно.

TNT
TNT

утре някой ще поиска да се нанесе в нас да живее, и като му трясна вратата пред носа ще ме изкара нетолерантен.
стига с тая толерантност.